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            • 1. “VHRO”系统(V、H、R、O分别表示相应反应容器中所发生反应的催化剂)是一种净化柴油机尾气中NOx的系统,工作示意图及对应反应热化学方程式如下:

              反应①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H1=-114.0kJ•mol-1
              反应②CO(NH22(aq)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H2=119.2kJ•mol-1
              反应③2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H3=-759.0kJ•mol-1
              反应④4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H4=-1530.0kJ•mol-1
              (1)反应⑤:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)的△H=______kJ•mol-1
              (2)设计反应④目的是______。
              (3)富氧条件下,控制比例一定时,将氨气和NO通入装有催化剂的反应容器中发生反应⑤,图1表示在相同反应时间时,测得NO的去除率随温度变化的曲线。请分析温度高于380℃时,NO的去除率迅速下降的可能原因是______(一种即可)

              (4)反应①分两步进行,反应历程如图2所示。则第一步反应的化学方程式为______;总反应速率由第______步(填“一”或“二”)反应决定。
              (5)在10L恒容密闭容器中进行反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)⇌N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。T℃时,在容器中充入3.2 molNO和2molO2,达到平衡后,NO2的体积分数为,其中NO2的物质的量为N2O2的4倍。试求O2平衡转化率α(O2)=______%,该温度下反应①的平衡常数K=______。
            • 2. 能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
               (1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mo1-1
              H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
              CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1
              则煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=______
              (2)已知CO(g)+O2(g)=CO2(g)+O(g)的正反应速率为v=k•c(CO)•c(O2),逆反应速率为v=k•c(CO2)•c(O),k为速率常数。 2500K时,k=1.21×105L⋅mo1-1•min-1,k=3.02×105L•mo1-1•min-1,则该温度下的反应平衡常数K=______o
              (3)甲醇制甲醚的有关反应为:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)一定温度下,在三个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生该反应。
              容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
              CH3OH CH3OCH3 H2O
              387 0.20 x
              387 0.40 y
              207 0.20 0.090 0.090
              =______。
              ②已知387oC时该反应的化学平衡常数K=4.该温度下,若起始时向容器I中充入0.10 mol CH3OH(g)、0.15mo1CH3OCH3(g)和0.10mo1H2O(g),则反应将向______ (填“正”或“逆”)反应方向进行。
              ③容器Ⅱ中反应达到平衡后,若要进一步提高甲醚的产率,可以采取的措施为______(填序号)
              A.升高温度B.其他条件不变,增加CH3OH的物质的量
              C.降低温度 D.保持其他条件不变,通入氖气
              (4)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量,研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比(空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图所示:
              ①当空/燃比达到15后NOx减少的原因可能是______(填字母)。
              a.反应N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)是吸热反应
              b.当空/燃比大于15后,燃油气燃烧放出的热量相应减少
              ②随空/燃比增大,CO和CxHy的含量减少的原因是______。
            • 3. 环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
              氢化反应:(1)+H2(g)(1)△H=-100.5kJ•mol-1
              副反应:(1)+H2(g)(1)△H=-109.4kJ•mol-1
              解聚反应:(g)2(g)△H>0回答下列问题:
              (1)反应(1)+2H2(g)(1)______ kJ/mol。
              (2)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂进行氢化反应(不考虑二聚反应),反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如图所示:
              ①0~4h氢化反应速率比副反应快的可能原因是______。
              ②最佳的反应时间为______h.若需迅速减慢甚至停止反应,可采取的措施有______(写一条即可)。
              ③一段时间后,环戊烯产率快速下降的原因可能是______。
              (3)解聚反应在刚性容器中进行(不考虑氢化反应和副反应)。
              ①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的是______ (填标号)。
              A.增大双环戊二烯的用量
               B.使用催化剂
              C.及时分离产物
              D.适当提高温度
              ②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度(水蒸气不参与反应)。某温度下,通入总压为300 kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为500 kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则 p(H2O)=______kPa,平衡常数Kp=______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)。
            • 4. 甲烷是最简单的烃,是一种重要的化工原料。
              (1)以甲烷为原料,有两种方法合成甲醇:
              方法Ⅰ:①CH4(g)+O2⇌CO(g)+2H2(g)△H1=-35.4kJ/mol
              ②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H2=-90.1kJ/mol
              方法Ⅱ:③2CH4(g)+O2(g)⇌2CH3OH(g)△H3=______kJ/mol。
              (2)在密闭容器中充入2 mol CH4 (g)和1 molO2 (g),在不同条件下进行反应:2CH4(g)+O2(g)⇌2CH3OH(g)。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

              ①P1时升高温度,n(CH3OH)______(填“增大”、“减小”或“不变”);P1______ P2(填“>“、“<”或“=”);
              ②E、F、N点对应的化学反应速率由大到小的顺序为______(用v(E)、v(F)、v(N)表示);
              ③下列能提高CH4平衡转化率的措施是______(填序号);
              a.选择高效催化剂b。增大投料比    c.及时分离产物
              ④若F点,2 (CH3 OH)=1  mol,总压强为2.5 MPa,则To时F点用分压强代替浓度表示的平衡常数Kp=_______。
              (3)使用新型催化剂进行反应2CH(g)+O2(g)⇌2CH3OH(g)。随温度升高CH3OH的产率如图所示。
              ①CH3OH产率在T1至T2时很快增大的原因是______;
              ②T2后CH3OH产率降低的原因可能是______。
            • 5. “低碳经济”备受关注,CO2的排集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
              (1)将一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应
              CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
              ①已知CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=-802kJ•mol-1
              CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H2=-283kJ•mol-1
              CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H3=-41kJ•mol-1
              则反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的△H=______。
              (2)为了探究反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的反应速率和平衡。起始时,向恒容密闭容器中通入CO2与CH4,使其物质的量浓度均为1.0mol•L-1
              ①平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线(如图1):v(CO2)和v(CO),则与v(CO2)相对应的是图中曲线______(填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度反应重新达到平衡,则此时曲线甲对应的平衡点可能为______(填“D”“E”或“F”),判断的理由______。

              ②又测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2,当压强为P2时,在y点:v(正)______v(逆)(选填“大于”、“小于”或“等于”);压强p1______p2(选填“大于”、“小于”或“等于”),原因是______;若p2=6MPa,则T℃时该反应的平衡常数Kp=______MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
            • 6. 中国科学院大连化学物理研究所的“甲醇制取低碳烯经( DMTO技术”获得国家科学技术发明一等奖,该技术先由媒气化制合成气再由合成气制甲醇和氨气,最后由甲醇制乙烯和丙烯。
              (1)煤气化包含一系列化学反应,已知热化学方程式:
              C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H1=+131kJ•mol-1
              C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)△H2=+172 kJ•mol-1
              则反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H3=______kJ•mol-1
              (2)以投料比=2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CHOH(g)△H,
              温度、压强与CO的平衡转化率的关系如图所示
              回答下列问题:
              ①△H______(填>”或“<)0
              ②P1______(填“>“或“<”)P2
              ③5MPa,200℃时,M点的v(CO)______(填>”或“<“)v(CO)
              ④若起始时提高投料比的平衡转化率将______(填”増大”或“减小”)。
              ③参照下表,实际工业生产中大多采用5MPa和230~270℃,其优点是______。
              方法 催化剂 条件 备注 特点
              压力/MPa 温度/℃
              高压法 ZnO-Cr2O3
              二元催化剂
              25-30 380-400 1924年工业化 (1)催化剂不易中毒,再生困难
              (2)副反应多
              低压法 CuO-ZnO-Al2O3
              三元催化剂
              5 230-270 1966年工业化 (1)催化剂易中毒,再生容易,寿命为1-2年
              (2)副反应少
              (3)N2和H2生成NH3的反应为N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)△H(298K)=-46.2kJ•mol-1,在Fe催化剂作用下的反应历程如下(*表示吸附态)
              化学吸附:N2(g)→2N*;H2(p)⇌2H*
              表面反应N*+H*⇌NH*;NH*+H*⇌NH2*, NH2*+H*⇌NH3*
              脱附:NH3*⇌NH3*(g)
              其中,N2的吸附分解反应活化能高,速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。
              ①有利于提高合成氨平衡产率的条件有______(填字母)
              A.低温         B.高温      C.低压    D.高压   E.催化剂
              ②标准平衡常数Kθ=,其中pθ为标准压强(1×105 Pa),Pp(NH3)、p(N2)和p(H2)为各组分的平衡分压,如p(NH3)=x(NH3)p,P为平衡总压,x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数
              已知起始时向一密闭容器中投入molN2 amol H2,反应N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为ϖ,则该反应的Kθ=______(用含ϖ的代数式表示)。图中可以表示标准平衡常数随温度T的变化趋势的是______(填字母)
            • 7. 乙炔(C2H2)在气焊、气割及有机合成中用途非常广泛,可由电石(CaC2)直接水化法或甲烷在1500℃左右气相裂解法生产.
              (l)电石水化法制乙炔是将生石灰与焦炭在3000℃下反应生成CaC2,CaC2再与水反应即得到乙炔.CaC2与水反应的化学方程式为______.
              (2)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2 (g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
              C2H2(g)+2.5O2(g)=2CO2 (g)+H2O(l)△H2=-1299.6kJ/mol
              2H2 (g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=-571.6kJ/mol
              则甲烷气相裂解反应:2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) 的△H=______kJ/mol
              (3)哈斯特研究得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)昀关系如图所示.
              ①T1℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3molCH4 只发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得
              c(C2H4)=c(CH4).该反应的△H______(填“>”或“<”)0,CH4的平衡转化率为______.上述平衡状态某一时刻,若改变温度至T2℃,CH4以0.01mol/(L•s)的平均速率增多,经ts后再次达到平衡,平衡时,c(CH4)=2c(C2H4),则T1______(填“>”或“<”) T2,t=______s.
              ②列式计算反应2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g),在图中A点温度时的平衡常数K=______(用平衡分压代替平衡浓度计算,lg0.05=-1.3 )
              ③由图可知,甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成,为提高甲烷制乙炔的转化率,除改变温度外,还可采取的措施有______.
            • 8. 铝的利用成为人们研究的热点,是新型电池研发中重要的材料。
              (1)通过以下反应制备金属铝。
              反应1:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g);△H1=a kJ•mol-1
              反应2:Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g);△H2=b kJ•mol-1
              反应3:3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g);△H3
              ①反应3的△H3=______kJ•mol-1
              ②950℃时,铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3.该反应的化学方程式是______。
              (2)在高温条件下进行反应:2Al(l)+AlCl3(g)⇌3AlCl(g)。
              ①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉,再分别充入1 mol  AlCl3(g),在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图,在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。

              ②1 100℃时,向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)<“m“:math xmlns:dsi='http://www。dessci.com/uri/2003/MathML'dsi:zoomscale='150'dsi:_mathzoomed='1'style='CURSOR:pointer;DISPLAY:inline-block'>1100℃¯2Al(l)+AlCl3(g)。
              已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数K=______。
              ③加入3 mol AlCl(g),在不同压强下发生反应,温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是______。
              (3)用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。
              ①该电池充电时,阴极的电极反应式为______。
              ②AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池,电镀时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在电极上相互转化,其他离子不参与电极反应。NaCl的作用是______。
            • 9. 二氧化硫是大气的主要污染物之一。催化还原SO2不仅可以消除SO2的污染,还可以得到工业原料S.燃煤烟气中硫的回收反应为:2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(l)△H
              (1)已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H1=-566.0kJ•mol-1
              S(l)+O2(g)═SO2(g)△H2=-296.8 kJ•mol-1
              则硫的回收反应的△H=______ kJ•mol-1
              (2)其他条件相同、催化剂不同时,硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图1所示。260℃时,______(填“La2O3”、“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高,不考虑价格因素,选择La2O3的主要优点是______。

              (3)一定条件下,若在恒压密闭容器中发生硫的回收反应,SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示,则P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为______;某温度下,若在恒容密闭容器中,初始时c(CO)=2 a mol•L-1,c(SO2)=a mol•L-1,SO2的平衡转化率为80%,则该温度下反应的化学平衡常数为______。
              (4)某实验小组为探究烟气流速、温度对该反应的影响,用La2O3作催化剂,分别在两种不同烟气流量、不同温度下进行实验。实验结果显示:在260℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而减小,其原因是______;在380℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而增大,其原因是______。
              (5)工业上常用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,将烟气通入1.0 mol•L-1的N2SO3溶液,当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降此时溶液中c(HSO3-)c:(SO32-)=______。(已知H2SO3的Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7
            • 10. 氮及其化合物对环境具有显著影响。
              (1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
              N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H=+180 kJ•mol-1
              N2(g)+2O2(g)⇌2NO2(g)△H=+68 kJ•mol-1
              则2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H=______ kJ•mol-1
              (2)对于反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程如下:
              第一步:2NO(g)N2O2(g)(快速平衡)
              第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢反应)
              其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v=k1正•c2(NO),v=k1逆•c(N2O2),k1正、k1逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是______(填标号)
              A.整个反应的速率由第一步反应速率决定
              B.同一温度下,平衡时第一步反应的k1正/k1逆越大,反应正向程度越大
              C.第二步反应速率低,因而转化率也低
              D.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
              (3)科学家研究出了一种高效催化剂,可以将CO和NO2两者转化为无污染气体,反应方程式为:2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H<0.某温度下,向10L密闭容器中分别充入0.1mol NO2和0.2mol CO,发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如表所示:
              时间/min 0 2 4 6 8 10 12
              压强/kPa 75 73.4 71.95 70.7 69.7 68.75 68.75
              在此温度下,反应的平衡常数Kp=______kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数);若降低温度,再次平衡后,与原平衡相比体系压强(P)减小的原因是______。
              (4)汽车排气管装有的三元催化装置,可以消除CO、NO等的污染,反应机理如下
              Ⅰ:NO+Pt(s)=NO(*)[Pt(s)表示催化剂,NO(*)表示吸附态NO,下同]
              Ⅱ:CO+Pt(s)=CO(*)
              III:NO(*)=N(*)+O(*)
              IV:CO(*)+O(*)=CO2+2Pt(s)
              V:N(*)+N(*)=N2+2 Pt(s)
              VI:NO(*)+N(*)=N2O+2 Pt(s)
              尾气中反应物及生成物浓度随温度的变化关系如下图。

              ①330℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是______。
              ②反应V的活化能______反应VI的活化能(填“<”、“>”或“=”),理由是______。
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